网络的扩展(中继器,网桥,交换机)课件.ppt

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1、网络的扩展(中继器,网桥,交换机)为何要扩展网络LAN互连的必要性：地域限制、负载问题、互通问题、安全问题LAN互连的困难：帧格式不同、传输速率不同、最大帧长不同2021/8/132扩展技术扩展时不可违背兼容原则可扩展往往是原始设计的一部分举例使用比铜的延迟更低的材料来连接网络2021/8/133扩展实例：光纤扩展光纤延迟低带宽宽能在规定的范围内传播信号（更远）2021/8/134三种主要的扩展手段中继器/HUB－在物理层上实现互联网桥－在数据链路层上实现互联路由器－在网络层上实现互联2021/8/135中继器是一种硬件装置用来连接两个局域网网段把信号从一个网段复制到另一个网段通过光纤内置

2、中继器能扩展连接2021/8/136中继器(续)中继器放大一个网段传来的信号并把它发送到其他网段中继器的操作在两个方向同时进行但是它也会传播干扰和冲突2021/8/137中继器和早期的以太网布线上图是一个办公室网络系统的设计任意两个站点之间只需要两个中继器2021/8/138集线器物理属性它是一种小型的电子设备能够实现若干台计算机之间的连接(例如,4或20台)逻辑上对信号进行处理把任何接收到的信号传播到所有的连接类似于用中继器连接网段不能识别数据包（仍然工作在物理层）费用极低2021/8/139连接复用法实现目标实现多站点共享同一网络连接考虑因素费用配线的方便程度所需的硬件设备2021/8

3、/1310连接复用法的说明使用多路转换装置连接到网络各站点连接到多路转换设备比HUB早出现2021/8/1311类似连接复用法的现代方法现在集线器的使用比较广泛通过集线器的连接一个集线器用于连接各计算机另一个用于连接其他集线器多集线器的使用能以菊花链的形式连接起来工作时就如同一个大型的集线器叫做stack2021/8/1312网桥一种硬件设备连接两个局域网网段(segments)转发帧：在数据链路层上实现互联但不会转发干扰和冲突有寻址和过滤通信量能力允许独立传输2021/8/1313用网桥实现多个网段互连hub10Base2-细缆Ethernet10Base5粗缆Ethernet10Bas

4、eT-双绞线routerserverhub网桥网段3网段410Base5粗缆Ethernet网段1网段22021/8/1314●用网桥进行LAN扩展的缺点：时延增加没有流量控制功能，重载时会丢失帧不能防止广播风暴（广播消息仍会泛滥到网桥所连接的各个网段）●两种类型的网桥：透明网桥（TransparencyBridge）源选径网桥（SourceRoutingBridge）2021/8/13151.IEEE802.1透明网桥特点：由网桥实现路由选择，网桥和路由对站点透明网桥采用存储、转发方式，需要有足够缓存网桥有寻址和路由选择能力，路由选择采用查表法：网桥内的端口-地址表描述了到达每

5、个站点的路由。端口号MAC地址123111221313233321LANxLANyLANz连接三个网段的网桥端口-地址表的结构2021/8/1316选路方法：（参考上图）假定网桥开机后从端口1收到来自LANx的帧，它就查端口-地址表：.若目的MAC地址在本端口的表项中，则丢弃此帧.若目的MAC地址在其他端口的表项中，则把帧转发到相应端口所在的LAN.若目的MAC地址不在表中，则用洪泛法转发，即向除接收到该帧的端口(本例为端口1)之外的其他所有端口广播。端口-地址表的建立方法：在转发过程中逆向学习——若帧的源地址不在表中，则插入到表中。2021/8/1317网桥的工作原理示例网桥从源地址中获

6、知计算机的位置自动完成2021/8/1318网桥工作原理归纳为：学习源地址，丢弃本网端帧，转发异网端帧，广播未知帧。注：网络交换机工作原理与网桥类似——可看成是一个多端口的高速网桥（工作在链路层上）透明网桥的优缺点：优点：容易配置、安装，无需管理缺点：不能保证最佳路由2021/8/13192.源选径网桥特点：由源站负责路由选择，路由信息放在发送的帧的首部（即把要经过的路径放在帧中，帧按该路径传送）选路方法：源站向目的站发送探测帧，该帧在扩展的LAN中沿所有可能路由传送；每个探测帧都记录下它所经过的路由；这些探测帧在到达目的站后，再沿各自的路由返回源站；由源站选择其中的最佳路由，作为发送帧中

7、的路由信息。源选径网桥的优缺点：优点：网桥功能可以很简单；可以用最佳路由传送。缺点：源站计算路由费时；主机负担重。2021/8/13203.两种网桥的比较透明网桥源选径网桥服务类型无连接面向连接对源站的透明性完全透明不透明配置、管理自动配置，容易管理人工方法选择的路由次佳最佳目的地确定方法逆向学习探测帧故障处理及拓扑变化网桥负责主机负责复杂性和开销网桥负担主机负担2021/8/1321利用网桥扩展网络使用光纤的典型能跨越